Peneliti Sebut Sel Tubuh Manusia yang Rusak Bisa Tumbuh lagi

salamander(Doc Robert Röhl via Flickr)

PARA ahli biologi telah lama terpesona oleh kemampuan salamander untuk menumbuhkan kembali seluruh anggota tubuhnya. Kini, misteri di balik kemampuan tersebut mulai terpecahkan. Para peneliti dari Harvard telah menemukan bahwa prestasi ini dicapai dengan mengaktifkan sel punca di seluruh tubuh, tidak hanya di lokasi cedera.

Mekanisme Regenerasi Axolotl

Dalam sebuah makalah baru yang diterbitkan dalam jurnal Cell, para peneliti mendokumentasikan bahwa respons seluruh tubuh pada salamander axolotl ini dipicu oleh sistem saraf simpatik, yang dikenal sebagai jaringan "lawan atau lari" (fight or flight). 

Studi ini membuka kemungkinan bahwa mekanisme serupa suatu hari nanti dapat dimanipulasi untuk meregenerasi anggota tubuh dan organ pada manusia.

"Kami telah menunjukkan pentingnya hormon pensinyalan stres adrenalin dalam mempersiapkan sel untuk regenerasi," kata Duygu Payzin-Dogru, penulis utama studi ini. 

Karena adrenalin juga terdapat pada manusia, temuan ini mengisyaratkan bahwa beberapa aspek yang ditemukan pada axolotl berpotensi meningkatkan hasil regeneratif pada manusia.

Studi baru ini merupakan hasil penelitian bertahun-tahun yang dipimpin oleh laboratorium Jessica Whited, seorang profesor di Departemen Sel Punca dan Biologi Regeneratif, yang secara khusus mempelajari regenerasi anggota tubuh pada axolotl spesies asli Meksiko yang dikenal memiliki kemampuan regenerasi tercepat di antara salamander.

Satu-satunya Vertebrata yang Mampu Meregenerasi Anggota Tubuh

Meskipun beberapa invertebrata (seperti cacing pipih planaria) dapat menumbuhkan kembali seluruh tubuhnya, salamander adalah satu-satunya vertebrata yang dapat meregenerasi anggota tubuh secara utuh.

Ketika apendiks (anggota tubuh) salamander terputus, mereka menumbuhkan blastema sebuah benjolan yang berisi sel-sel prekursor yang akan menjadi semakin terspesialisasi untuk membentuk lengan, kaki, atau ekor baru. Kemampuan luar biasa ini telah lama menarik minat karena dapat memberikan wawasan penting bagi pengobatan regeneratif.

Pada tahun 2018, tim Whited melaporkan bahwa amputasi anggota tubuh memicu proliferasi sel di seluruh tubuh, bahkan pada anggota tubuh yang tidak terluka. 

Setelah enam tahun penyelidikan, tim tersebut menemukan bahwa respons sistematis tersebut dikoordinasikan oleh jaringan pensinyalan adrenergik, bagian dari sistem saraf simpatik yang mengendalikan respons tak sadar selama masa stres ekstrem. Pensinyalan adrenergik ini melibatkan hormon noradrenalin dan adrenalin.

Aktivasi sistemik sel punca dan sel progenitor lainnya ini berfungsi "mempersiapkan" anggota tubuh lain yang tidak terluka untuk beregenerasi lebih cepat. Hal ini memungkinkan salamander bertahan hidup di alam liar karena sering kehilangan anggota tubuh akibat predator.

"Hewan itu tampaknya membentuk memori jangka pendek tentang cederanya, di seluruh tubuhnya," kata Payzin-Dogru. Sel-sel yang teraktivasi mengkonfigurasi ulang arsitektur DNA mereka, sehingga menyiapkan mereka untuk regenerasi di masa mendatang.

Namun, proses persiapan (priming) tersebut berumur pendek. Para peneliti menemukan bahwa aktivasi sistemik hanya bertahan selama beberapa siklus sel, mungkin karena biaya metabolisme yang tinggi. Setelah empat minggu, tidak ada perbedaan dalam kecepatan regenerasi anggota tubuh.

Perubahan Paradigma dalam Studi Regenerasi

Studi ini menguraikan peran spesifik elemen sistem tersebut: Pensinyalan alfa-adrenergik diperlukan untuk mempersiapkan sel-sel di lokasi yang jauh agar siap beregenerasi, sementara pensinyalan beta adrenergik mendorong pertumbuhan kembali di lokasi amputasi itu sendiri.

Sebelumnya, banyak ahli biologi berpendapat bahwa regenerasi anggota tubuh adalah fenomena lokal di lokasi cedera dan menduga prosesnya hanya melibatkan saraf sensorik atau motorik. Namun, Whited mengatakan semakin banyak bukti menunjukkan bahwa hal itu harus dipandang sebagai peristiwa yang terjadi di seluruh tubuh.

"Saya pikir ini mengubah paradigma," ujar Jessica Whited. "Saya pikir ini akan menginspirasi banyak penelitian di masa depan untuk mencoba memahami tidak hanya bagaimana hal ini bekerja pada axolotl, tetapi juga bagaimana hal ini bekerja pada sistem lain."

Sumber: The Harvard Gazette